配置高強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受力性能試驗(yàn)研究及評定方法圖書目錄

第1章緒論1

1.1綠色建筑與結(jié)構(gòu)選材1

1.2高強(qiáng)鋼筋的應(yīng)用狀況及面臨的主要問題2

1.2.1國內(nèi)高強(qiáng)鋼筋應(yīng)用現(xiàn)狀2

1.2.2高強(qiáng)鋼筋在實(shí)際工程中面臨的主要問題3

1.3本書研究的主要內(nèi)容5

參考文獻(xiàn)6

第2章配置高強(qiáng)鋼筋混凝土板的試驗(yàn)研究和分析7

2.1方案介紹7

2.1.1試件設(shè)計(jì)7

2.1.2加載方式和加載制度8

2.1.3材性測試9

2.1.4試件測試9

2.2試驗(yàn)現(xiàn)象和破壞特征總結(jié)11

2.2.1試驗(yàn)現(xiàn)象11

2.2.2破壞特征15

2.3試驗(yàn)結(jié)果及分析15

2.3.1荷載位移曲線15

2.3.2鋼筋應(yīng)變17

2.3.3抗彎承載能力19

2.3.4抗彎剛度20

2.3.5裂縫寬度23

2.4結(jié)論26

參考文獻(xiàn)27

第3章配置高強(qiáng)鋼筋混凝土梁的抗彎性能試驗(yàn)研究和分析28

3.1方案介紹28

3.1.1試件設(shè)計(jì)28

3.1.2加載方式和加載制度30

3.1.3材性測試30

3.1.4試件測試31

3.2試驗(yàn)現(xiàn)象及破壞特征總結(jié)32

3.2.1試驗(yàn)現(xiàn)象32

3.2.2破壞特征33

3.3試驗(yàn)結(jié)果及分析33

3.3.1荷載位移曲線33

3.3.2混凝土應(yīng)變35

3.3.3抗彎承載能力38

3.4抗彎剛度39

3.4.1曲率39

3.4.2剛度43

3.5裂縫46

3.5.1裂縫間距和裂縫寬度試驗(yàn)結(jié)果46

3.5.2裂縫形態(tài)分析51

3.5.3不同位置處的裂縫寬度分析55

3.5.4裂縫寬度統(tǒng)計(jì)分析59

3.5.5試驗(yàn)值與規(guī)范計(jì)算值對比60

3.6結(jié)論63

參考文獻(xiàn)63

第4章配置高強(qiáng)箍筋混凝土梁的抗剪性能試驗(yàn)研究和分析65

4.1方案介紹65

4.1.1試件設(shè)計(jì)65

4.1.2加載方式和加載制度66

4.1.3材性測試67

4.1.4試件測試68

4.2試驗(yàn)現(xiàn)象及破壞特征總結(jié)72

4.2.1試驗(yàn)現(xiàn)象72

4.2.2破壞特征72

4.3試驗(yàn)結(jié)果及分析76

4.3.1荷載撓度曲線76

4.3.2鋼筋應(yīng)變78

4.3.3抗剪承載能力91

4.3.4裂縫91

4.4結(jié)論102

參考文獻(xiàn)103

第5章配置高強(qiáng)鋼筋預(yù)應(yīng)力混凝土梁的抗彎性能試驗(yàn)研究和分析104

5.1方案介紹104

5.1.1試件設(shè)計(jì)104

5.1.2加載方式和加載制度105

5.1.3材性測試106

5.1.4試件測試107

5.2試驗(yàn)現(xiàn)象及破壞特征總結(jié)109

5.2.1試驗(yàn)現(xiàn)象109

5.2.2破壞特征109

5.3試驗(yàn)結(jié)果及分析110

5.3.1荷載撓度曲線110

5.3.2鋼筋應(yīng)變113

5.3.3混凝土平均應(yīng)變116

5.3.4抗彎承載能力119

5.4結(jié)論121

參考文獻(xiàn)121

第6章配置高強(qiáng)鋼筋預(yù)應(yīng)力混凝土梁的抗震性能試驗(yàn)研究與分析122

6.1方案介紹122

6.1.1試件設(shè)計(jì)122

6.1.2加載方式和加載制度124

6.1.3材性測試125

6.1.4試件測試125

6.2試驗(yàn)現(xiàn)象及破壞特征總結(jié)127

6.2.1試驗(yàn)現(xiàn)象127

6.2.2破壞特征128

6.3試驗(yàn)結(jié)果及分析131

6.3.1荷載位移關(guān)系131

6.3.2跨中彎矩曲率關(guān)系138

6.3.3鋼筋應(yīng)變141

6.3.4極限承載能力144

6.3.5剛度退化147

6.3.6位移延性151

6.3.7耗能154

6.4結(jié)論158

參考文獻(xiàn)159

第7章配置高強(qiáng)鋼筋混凝土剪力墻的受力性能試驗(yàn)研究和分析160

7.1方案介紹160

7.1.1試件設(shè)計(jì)160

7.1.2加載方式和加載制度163

7.1.3材性測試164

7.1.4試件測試165

7.2試驗(yàn)現(xiàn)象及破壞特征總結(jié)167

7.3試驗(yàn)結(jié)果及分析171

7.3.1荷載位移曲線171

7.3.2鋼筋應(yīng)變174

7.3.3抗剪承載力179

7.3.4剛度退化181

7.3.5塑性鉸長度和峰值位移183

7.4結(jié)論188

參考文獻(xiàn)189

第8章配置高強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用性能的評定方法190

8.1裂縫和剛度的統(tǒng)一計(jì)算模式190

8.1.1裂縫展開的力學(xué)機(jī)理190

8.1.2裂縫間距Lf的計(jì)算模式194

8.1.3表面裂縫寬度的計(jì)算模式194

8.1.4抗彎剛度計(jì)算模式195

8.2裂縫寬度的評定方法197

8.3位移的評定方法198

8.4變形控制的跨高比方法202

8.5結(jié)論207

參考文獻(xiàn)207

第9章展望210 2100433B

近年來，同濟(jì)大學(xué)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)研究所完成了一系列配置500MPa高強(qiáng)鋼筋的混凝土梁、預(yù)應(yīng)力混凝土梁、混凝土板以及剪力墻的試驗(yàn)研究，在裂縫、剛度及抗震性能等領(lǐng)域取得了豐富的研究成果。結(jié)合近期承擔(dān)的國家科技支撐計(jì)劃子課題《既有建筑綠色化改造診斷測試技術(shù)研究》，本書對高強(qiáng)鋼筋混凝土構(gòu)件試驗(yàn)的研究成果進(jìn)行介紹和總結(jié)，以期為未來的規(guī)范修訂提供相關(guān)建議，為推廣高強(qiáng)鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用提供有價值的意見，并為既有建筑的綠色化工程改造實(shí)踐提供參考。

國家自然科學(xué)基金課題“配置高強(qiáng)鋼筋約束高強(qiáng)混凝土橋墩地震損傷性能研究”，基于試驗(yàn)研究和理論分析手段，開展了高強(qiáng)箍筋約束高強(qiáng)混凝土墩柱結(jié)構(gòu)的地震損傷性能和設(shè)計(jì)理論的研究。課題在高強(qiáng)箍筋約束高強(qiáng)混凝土墩柱的抗震設(shè)計(jì)理論、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震非線性數(shù)值分析模型等方面取得了一系列的研究成果，對推動高強(qiáng)鋼筋及高強(qiáng)混凝土材料在土木工程中的廣泛應(yīng)用、保證交通生命線工程的抗震安全起到了積極的作用。課題取得成果簡要概括為： 1. 對國內(nèi)外完成的高強(qiáng)箍筋約束高強(qiáng)混凝土柱的抗震擬靜力試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了廣泛總結(jié)，找出研究的不足并為課題開展提供依據(jù)。在材料層次上完成了高強(qiáng)鋼筋的低周疲勞性能試驗(yàn)和高強(qiáng)箍筋約束高強(qiáng)混凝土柱的軸壓試驗(yàn)，對高強(qiáng)鋼筋和高強(qiáng)混凝土的本構(gòu)模型進(jìn)行了對比分析并得出了相關(guān)結(jié)論。 2. 完成了6根配置高強(qiáng)箍筋高強(qiáng)混凝土柱和3個普通強(qiáng)度混凝土柱抗震擬靜力試驗(yàn)；16個剪切-粘結(jié)破壞試件的擬靜力試驗(yàn)和6個彎剪破壞鋼筋混凝土柱的抗震擬靜力試驗(yàn)并進(jìn)行了震后快速修復(fù)。以上研究為認(rèn)識高強(qiáng)箍筋高強(qiáng)混凝土墩柱構(gòu)件的抗震能力及發(fā)展相關(guān)數(shù)值分析模型提供了依據(jù)。 3. 統(tǒng)計(jì)了國內(nèi)外完成的高強(qiáng)箍筋高強(qiáng)鋼筋混凝土柱擬靜力試驗(yàn)數(shù)據(jù)。分析了影響高強(qiáng)箍筋高強(qiáng)混凝土柱延性抗震能力的主要因素并通過回歸分析建議了高強(qiáng)箍筋高強(qiáng)混凝土柱塑性鉸區(qū)約束箍筋用量計(jì)算公式。整理了37根高強(qiáng)鋼筋高強(qiáng)混凝土橋墩試驗(yàn)數(shù)據(jù)，與Priestley、Paulay、Telemachos及我國《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》建議的塑性鉸區(qū)長度計(jì)算公式進(jìn)行了對比分析，并分析了影響高強(qiáng)鋼筋高強(qiáng)混凝土橋墩等效塑性鉸區(qū)長度的主要因素。 4. 分別基于纖維單元模型和集中塑性鉸模型，通過數(shù)值分析和試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比研究了利用各模型對橋墩地震損傷指標(biāo)進(jìn)行估計(jì)的準(zhǔn)確程度及主要影響因素。發(fā)現(xiàn)兩種模型計(jì)算橋墩滯回曲線和殘余位移與試驗(yàn)均較為接近，但對鋼筋和混凝土應(yīng)變的計(jì)算精度仍有待提高。 5. 在課題資助下，共發(fā)表論文22篇，包括18篇期刊論文和4篇國際會議論文，SCI檢索1篇，EI檢索13篇。培養(yǎng)畢業(yè)博士研究生1名，碩士研究生6名。 2100433B

隨著我國高強(qiáng)混凝土和高強(qiáng)鋼筋材料的快速發(fā)展，設(shè)計(jì)以HRB500級及HRB400級高強(qiáng)鋼筋為縱筋、箍筋的約束高強(qiáng)混凝土橋墩（柱）將是今后必然選擇。本項(xiàng)目擬從材料、構(gòu)件兩個層次，同時更多地選擇試驗(yàn)手段，先期開展其抗震延性及損傷性能研究。基于材料試驗(yàn)給出高強(qiáng)鋼筋大應(yīng)變下低周疲勞損傷參數(shù)、高強(qiáng)鋼筋和高強(qiáng)鋼筋約束高強(qiáng)混凝土單調(diào)及反復(fù)荷載下本構(gòu)模型；通過擬靜力試驗(yàn)研究高強(qiáng)鋼筋約束高強(qiáng)混凝土橋墩延性抗震性能及主要影響因素；利用外部裝置詳細(xì)量測塑性鉸區(qū)變形、鋼筋和混凝土應(yīng)變等細(xì)部反應(yīng)參量，定量揭示其地震損傷狀況；基于實(shí)測研究橋墩簡化集中塑性鉸模型和精細(xì)纖維單元模型在計(jì)算不同地震損傷指標(biāo)時的誤差，給出基于性能抗震設(shè)計(jì)方法；最后采用擬動力試驗(yàn)比較高強(qiáng)鋼筋約束高強(qiáng)混凝土橋墩和現(xiàn)有普通混凝土橋墩在不同地震水準(zhǔn)下的損傷性能，并驗(yàn)證課題相關(guān)研究成果。課題對推動高強(qiáng)鋼筋及高強(qiáng)混凝土橋墩（柱）的廣泛應(yīng)用將起到很好作用。

在對鋼筋混土和預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁箱形截面受彎構(gòu)件、受扭構(gòu)件以及復(fù)合受力構(gòu)件的受力變形性能進(jìn)行較系統(tǒng)的理論分析和試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，提出合理實(shí)用的設(shè)計(jì)計(jì)算公式，完善和補(bǔ)充現(xiàn)行的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。項(xiàng)目研究對豐富和完善混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論、保證混凝土箱形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全、適用與經(jīng)濟(jì)具有重要的理論意義和實(shí)用價值。 2100433B